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Innovationstagung 2017: Prototypen bauen – schnell und unkonventionell

Mit Rapid Innovation eröffnen sich auch für KMU Chancen, wie sie Innovationen vorantreiben und Produktionsprozesse automatisieren können. Wie das geht, erlebten die Teilnehmenden an der 10. Ostschweizer Innovationstagung zum Thema Rapid Innovation an der FHS St.Gallen praxisnah. In einem Workshop bauten sie Prototypen zum Weitertransport von Altglas. Und sie erfuhren, wie sich nationale und internationale Marktleader mit iterativ entwickelten Prototypen erfolgreich in ihren Märkten positionieren.

Firmen überzeugen mit Innovationen ihre Kundschaft. Aber nur, wenn der Faktor Zeit stimmt. Ein Trumpf im globalisierten Markt ist deshalb Rapid Innovation: Produkte möglichst rasch entwickeln, auf den Markt bringen, Feedback abholen und umsetzen. Schnelle Iterationsschritte aufgrund automatisierter Prozesse bringen kontinuierlich verbesserte Produkte hervor und – den Erfolg. An der 10. Ostschweizer Innovationstagung, organisiert vom Institut für Innovation, Design und Engineering (IDEE-FHS) der FHS St.Gallen, drehte sich alles um Rapid Automation und Rapid Innovation.

Transportieren, umladen, sortieren
Im Workshop Rapid Automation erlebten die Teilnehmenden praxisnah die Vorteile von iterativ entwickelten Prototypen. Nach einer kurzen Einführung erhielten sie den Auftrag, aus unterschiedlichen Roboterbausätzen wie littleBits, Lego Mindstorms EV3 oder Arduino Prototypen für das Transportieren, Sortieren, Um- und Aufladen von Altglas zu bauen. Und dies in einer bestimmten Abfolge. Mit dem Ergebnis ist Lukas Schmid, Leiter des IDEE-FHS, zufrieden. «Nicht nur alle Prototypen, sondern auch die Produktionsstrasse funktionieren.» Ziel des Workshops sei es gewesen, den Teilnehmenden ein Gefühl zu vermitteln, was alles mit einfachen Roboter-Bausätzen in sehr kurzer Zeit möglich sei. Und sie sollten verschiedene Bausätze mit ihren Vor- und Nachteilen kennenlernen.

Schnell aufgebaut, einfach programmiert
Im Anschluss an den praktischen Teil der Tagung erfuhren die Teilnehmenden, wie nationale und internationale Marktleader Innovationen mit Rapid Innovation vorantreiben und sich damit erfolgreich auf ihren Märkten positionieren. So etwa die Optrel AG. Die Wattwiler Firma ist spezialisiert auf Blendschutzprodukte, die vor allem beim Schweissen und in der Medizin zum Einsatz kommen. Ramon Hofer Kraner, Leiter Forschung und Entwicklung, zeigte in seinem Referat auf, wo seine Firma ähnliche Prototypen einsetzt, wie sie zuvor im Workshop entstanden sind. Zum Beispiel einen Schneideroboter, der Klebeband auf die benötigte Breite zuschneidet. Dazu sei nur ein kleiner Aufbau auf einen vorhandenen Roboter nötig gewesen und schon hätten sie 10‘000 bis 20‘000 Klebestreifen schneiden können, sagte Hofer. Mithilfe relativ kostengünstiger Roboterarmsystemen wie etwa jene von EVA Robotics, Dobot oder Franka werde dies in Zukunft immer schneller und einfacher möglich. «Perfekt für Pick&Place-Prozesse sind sie im Nu aufgebaut und mit dem Tablet programmierbar.»

Neuronales Netz malt Gemälde
Einen Einblick in die Welt der Daten gab Romeo Kienzler, Chief Data Scientist bei IBM Watson IoT (Internet of Things). Im Produktionsprozess liefern viele kleine Computer und Sensoren eine grosse Menge Daten. Daten, die hochgeladen in eine Cloud bereits dort analysiert und dann entsprechend genutzt werden können, um etwa Anomalien zu erkennen und vorherzusagen. Eine wichtige Rolle spielen dabei künstliche neuronale Netze, die ähnlich wie unsere Nervenzellen im Gehirn funktionieren. Die Idee ist, immer grössere und leistungsstärkere Netzwerke zu bilden, Deep-Learning-Systeme. Sie können nicht nur alle mathematischen Formeln lernen, sondern auch Funktionen. «Ein neuronales Netzwerk lernt zum Beispiel den Stil eines Künstlers und malt dann selber ein neues Gemälde», sagt Romeo Kienzler. Mithilfe von neuronalen Netzwerken können deshalb für die Industrie Vorhersagemodelle erstellt werden. «Big Data und physische Produktion sind das Herz und der Kopf von Rapid Automation», sagte Romeo Kienzler.

Roboter mit Gefühlen
Michael Schüpbach, Sales Engineer bei Fanuc, zeigte schliesslich auf, dass Roboter mittlerweile nicht nur immer intelligenter sind, sondern auch über eine Gefühlssensorik verfügen. Die in Japan gegründete Firma Fanuc ist Weltmarktführer in der Industrierobotik und stellt 120 verschiedene Robotermodelle her mit einem Handhabungsgewicht von 500 Gramm bis zu 2,3 Tonnen. Eine wichtige Sparte sind kollaborative Roboter mit eingebundenen Sensoren. Dadurch können sie ohne Schutzzaun sicher bedient werden. Der Roboterarm beispielsweise stoppt, sobald er berührt wird. Zudem kann er ganz einfach weggeschoben werden. «Weil kein Schutzzaun mehr nötig ist, können die Roboter verschiedene Aufgaben übernehmen. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten zur Gestaltung der Produktion und des Arbeitsplatzes. Dieser kann sowohl für den Roboter als auch für den Menschen bereitgestellt und flexibel umgerüstet werden.» Vereine man in der Robotik 2D- und 3D-Vision-Systeme, Kräftemomentsensoren und Gefühls-Sensorik, dann entstehe Rapid Automation. «Baut man daraus ein ganzes System, dann entsteht Rapid Innovation.»

Die 11. Ostschweizer Innovationstagung findet nächstes Jahr am Mittwoch, 2. Mai 2018 statt.
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